KR20230004736A - 자동차용 배터리 충전기, 관련 차량 및 구현 방법 - Google Patents

자동차용 배터리 충전기, 관련 차량 및 구현 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230004736A
KR20230004736A KR1020227040687A KR20227040687A KR20230004736A KR 20230004736 A KR20230004736 A KR 20230004736A KR 1020227040687 A KR1020227040687 A KR 1020227040687A KR 20227040687 A KR20227040687 A KR 20227040687A KR 20230004736 A KR20230004736 A KR 20230004736A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
circuit
high voltage
cores
primary circuit
Prior art date
Application number
KR1020227040687A
Other languages
English (en)
Inventor
세르쥬 로도
Original Assignee
르노 에스.아.에스.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 르노 에스.아.에스. filed Critical 르노 에스.아.에스.
Publication of KR20230004736A publication Critical patent/KR20230004736A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/045—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/008—Plural converter units for generating at two or more independent and non-parallel outputs, e.g. systems with plural point of load switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

자동차(1)용 배터리 충전기(2)는 전력 공급망(R1)에 연결되도록 구성된 1차 회로(5) 및 변압기(8)를 통해 상기 1차 회로에 연결되는 2개의 2차 회로들(6, 7)을 포함한다. 상기 변압기는 3개의 고전압 코어들(40, 41, 42) 및 하나의 저전압 코어(43)를 포함하며, 상기 1차 회로 및 제1 2차 회로는 상기 고전압 단자들에 연결되고, 제2 2차 회로는 상기 저전압 단자에 연결되고, 상기 고전압 단자 및 상기 저전압 단자는 상기 1차 회로의 권선들(15, 16, 17) 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 그리고 상기 1차 회로의 권선들 각각 그리고 상기 제2 2차 회로의 권선 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 상기 변압기에 배열되는데, 이 조건은 고전압 단자들을 서로 등거리에 배치하고 고전압 코어들 각각과 저전압 코어를 등거리에 배치함으로써 충족된다.

Description

자동차용 배터리 충전기, 관련 차량 및 구현 방법
본 발명은 자동차용 배터리 충전기에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 상세하게는 서로 다른 전압의 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전기, 이러한 충전기를 포함하는 차량 및 이러한 충전기의 사용 방법에 관한 것이다.
자동차는 전기 모터를 포함하는 전기 파워트레인 또는 예를 들어 내연 기관과 전기 모터를 결합한 하이브리드 파워트레인, 전기 모터에 전력을 공급하기 위한 에너지 저장용 트랙션 배터리 및 트랙션 배터리를 재충전하기 위한 충전기를 구비할 수 있다.
배터리 충전기는 일반적으로 단상 또는 3상 전기 그리드에서 배터리를 충전하도록 설계되어 있으므로, 동일한 충전기로는 두 유형의 전기 그리드에서 트랙션 배터리를 충전할 수 없다.
파워트레인의 유형에 따라, 트랙션 배터리 단자의 전압은 크게 달라지며 일반적으로 150V에서 450V 또는 경우에 따라800V까지 다양하다.
일반적으로 1킬로와트보다 높은, 높은 전력 소비량을 가지며 트랙션 배터리들에 연결되는 보조 어셈블리들은 트랙션 배터리들의 양단 전압에서 최적으로 작동하도록 구성되어야 한다.
예를 들어, 그러한 보조 어셈블리는 차량의 저전압(12 V) 네트워크에 전력을 공급하는 DC-DC 전력 변환기, 에어컨 컴프레서 및 가열 소자를 포함한다.
그러나, 트랙션 배터리의 다양한 전압 범위에 대해 보조 어셈블리를 맞추는 것은 기술적인 어려움이 있으며, 특히 개발 비용, 소규모 배치로 생산되는 보조 어셈블리의 단가 및 이렇게 획득된 다양한 유형의 보조 어셈블리의 저장 및 관리 비용과 관련된 상당한 추가 비용이 수반된다.
전기 그리드에 연결되고 고전압 배터리에 연결된 제1 출력 및 저전압 배터리에 연결된 제2 출력을 포함하는 3상 또는 단상 충전 장치를 개시하는 문서 WO2019/199964를 참조할 수 있으며, 상기 장치는 여러 정류 스테이지를 포함한다.
충전 장치들은 그리드에서 배터리들로, 그리고 하나의 배터리에서 다른 배터리로 전기 에너지를 전달한다.
그러나 충전 장치들은 단상 그리드 또는 3상 그리드와 함께 작동하도록 설계된다.
또한, 충전 장치들의 토폴로지들에는 다수의 입력들 및 출력들과 복잡한 자기 회로들이 포함되어, 장치를 부피가 크고 복잡하게 만들고 이들이 평범한 에너지 변환 효율을 갖도록 한다.
문헌 CN110149053에는 3개의 DC 전력원 사이에 전기 에너지의 흐름이 교환될 수 있도록 하는 충전 장치가 개시되어 있다.
그러나, 이 장치는 DC 전압 소스들 중 하나가 AC 전압을 전달하는 가정용 전력 그리드에 의해 충전되는 것을 허용하지 않는다.
"차세대 하이브리드 차량 서브시스템을 위한 멀티포트 DC/DC 컨버터의 분석 및 설계"라는 제목의 문서(Toyota R&D Review, Vol 48 No. 2(2017))는 두 회로가 하나의 배터리로 구동될 수 있도록 하는 DC 전력 변환기를 제안하고 있는데, 두 회로의 양단 전압은 서로 상이하며 배터리의 양단 전압보다 낮다.
그러나 전력 변환기는 배터리가 전기 그리드에 의해 충전되는 것을 허용하지 않는다.
"배터리 충전기를 위한 절연된 단상 매트릭스 변환기에서의 PDM 및 전력 디커플링 방법의 고려"라는 제목의 문서(Toyota R&D Review, Vol 48 No.2 (2017))를 참조할 수도 있는데,이 문서는 1차 회로 및 2차 회로를 포함하는 충전 장치를 개시하고, 상기 1차 회로는 직접 매트릭스 변환(direct matrix conversion)을 이용하는 단상 입력단을 포함한다.
충전 장치는 단상 전기 그리드에 의한 충전 중에 2차 회로에서 제2 고조파를 감소시킬 수 있다.
그러나, 충전기는 서로 다른 전압의 배터리를 충전할 수 없다.
또한 충전기는 단상 전기 그리드로 작동한다.
따라서, 특히 서로 다른 전압의 배터리를 충전할 수 있고, 단상 및 3상 전기 그리드와 모두 작동하며, 효율이 향상된 소형 충전기를 제공함으로써, 종래의 충전 장치들의 단점들을 전부 또는 일부 극복하고자 제안된다.
전술한 관점에서, 본 발명은 자동차용 배터리 충전기를 제공하며, 상기 배터리 충전기는 전력 그리드에 연결되도록 구성된 1차 회로 및 변압기를 통해 상기 1차 회로에 연결되는 2개의 2차 회로들을 포함하며, 상기 1차 회로는 입력측에서 3상 그리드의 하나의 위상에 각각 연결될 수 있는 3개의 변환기들을 포함한다.
상기 변압기는 3개의 고전압 코어들 및 하나의 저전압 코어를 포함하며, 상기 1차 회로 및 제1 2차 회로는 상기 고전압 코어들에 연결되고, 제2 2차 회로는 상기 저전압 코어에 연결되며, 상기 고전압 코어들 및 상기 저전압 코어는 상기 1차 회로의 권선들 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 그리고 상기 1차 회로의 권선들 각각 그리고 상기 제2 2차 회로의 권선 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 상기 변압기에 배열되는데, 이 조건은 고전압 코어들을 서로 등거리에 배치하고 고전압 코어들 각각과 저전압 코어를 등거리에 배치함으로써 충족된다.
일 특징에 따르면, 상기 3상 1차 회로의 각 변환기는 출력 측에서 서로 다른 고전압 코어에 감겨진 1차 코일에 연결되고, 각 변환기는 상기 3상 그리드의 서로 다른 위상에 연결되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 3상 1차 회로의 각 변환기는 출력 측에서 서로 다른 고전압 코어에 감겨진 1차 코일과 연결되며, 상기 1차 회로의 2개의 위상들의 2개의 변환기들은 단상 그리드의 위상과 병렬 연결되도록 구성되고, 상기 2개의 변환기들은 위상 반대로 구동되도록 구성된다.
유리하게는, 상기 제1 2차 회로는 서로 다른 고전압 코어에 감겨진 하나의 2차 코일에 각각 연결되는 3개의 2차 전력 변환기들을 포함하며, 상기 2차 전력 변환기들은 제1 배터리에 연결되도록 구성된다.
다른 특징에 따르면, 상기 제1 2차 회로는 서로 직렬 연결되고 각각 서로 다른 하나의 고전압 코어에 감겨지는 3개의 2차 코일들 및 상기 2차 코일들에 연결되는 하나의 2차 전력 변환기를 포함하며, 상기 변환기는 제1 배터리에 연결되도록 구성된다.
유리하게는, 제2 2차 회로는 상기 저전압 코어에 감겨진 저전압 코일 및 상기 저전압 코일에 연결되는 저전압 전력 변환기를 포함하며, 상기 변환기는 제2 배터리에 연결되도록 구성된다.
본 발명은 또한 상기에 정의된 것과 같은 충전기 및 2개의 배터리들을 포함하는 자동차에 관한 것으로, 제1 배터리는 상기 제1 2차 회로에 연결되며, 제2 배터리는 상기 제2 2차 회로에 연결되고, 상기 제1 배터리의 양단 전압은 상기 제2 배터리의 양단 전압보다 높다.
본 발명은 또한 자동차용 배터리들을 충전하기 위한 방법에 관한 것이다.
상기 방법은 1차 회로에 의해 2개의 2차 회로들로 전달되는 전기 에너지를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 1차 회로는 전기 그리드 및 변압기의 3개의 고전압 코어들에 연결되며, 제1 2차 회로는 3개의 고전압 코어들 및 제1 배터리에 연결되며, 제2 2차 회로는 상기 변압기의 저전압 코어 및 제2 배터리에 연결되며, 상기 고전압 코어들 및 저전압 코어는 상기 1차 회로의 권선들 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 그리고 상기 1차 회로의 권선들 각각 그리고 상기 제2 2차 회로의 권선 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 상기 변압기에 배열되는데, 이 조건은 고전압 코어들을 서로 등거리에 배치하고 고전압 코어들 각각과 저전압 코어를 등거리에 배치함으로써 충족되고, 상기 제1 배터리 및 제2 배터리에 전달되는 전력의 조절은 상기 1차 회로의 제어 신호들 간의 위상 차이에 따라 결정된다.
일 특징에 따르면, 상기 방법은 상기 1차 회로의 전력 변환기들을 구동하는 제어 신호들 간의 위상차가 Pi/3보다 작을 때 제2 배터리를 충전하는 단계를 포함한다.
유리하게는, 상기 방법은 상기 변압기를 통해 상기 제1 배터리 및 제2 배터리 간의 전기 에너지의 전달을 더 포함하며, 상기 전달은 상기 소스 배터리로부터 생성되는 전압 펄스의 지속 시간을 수정함으로써, 상기 제1 배터리 및 제2 배터리로부터 선택된 소스 배터리로부터 전기 에너지의 변환에 의해 생성되는 플럭스 드리프트를 보정하는 것을 포함하고, 상기 펄스는 상기 변압기에 공급된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 비-제한적인 예로서 그리고 첨부된 도면을 참조하여 주어지는 다음 설명을 읽으면 명백해질 것이다.
[도 1]은 본 발명에 따른 충전기의 제1 실시예를 포함하는 차량을 개략적으로 도시하며;
[도 2]는 충전기의 전력 변환기들의 일 실시예를 개략적으로 도시하며;
[도 3]은 본 발명에 따른 충전기의 변압기의 일 실시예를 개략적으로 도시하며;
[도 4]는 본 발명에 따른 변압기의 자기적 반쪽-요소(half-element)의 일 실시예를 개략적으로 도시하며;
[도 5]는 본 발명에 따른 충전기의 제어 신호들의 일 예를 도시하며;
[도 6]은 ð/3의 위상차에 대해 고전압 코어와 저전압 코어를 통한 자속의 변동 예를 도시하며;
[도 7]은 π/3보다 작은 위상차에 대해 고전압 코어와 저전압 코어를 통한 자속의 변동 예를 도시하며;
[도 8]은 본 발명에 따른 충전기의 일 부분을 개략적으로 도시하며;
[도 9]는 본 발명에 따른 자속 제어 회로를 개략적으로 도시하며;
도 10 및
[도 11]은 전력 변환기에 의해 발생되는 전압 펄스를 개략적으로 도시하며; 그리고
[도 12]는 본 발명에 따른 충전기의 제2 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1은, 예를 들어 위상당 16 암페어를 제공하는 3상 전기 그리드(R1), 그리고 배터리의 가역 충전기(2)의 제1 실시예를 포함하는 하이브리드 또는 전기 자동차(1)를 도시하며, 충전기(2)에 연결된 제1 배터리(3) 및 제2 배터리(4)를 재충전 또는 방전하기 위해, 전기 그리드(R1)에 의해 충전기(2)에 전력이 공급된다.
제1 배터리(3)의 양단 전압은 제2 배터리(4)의 양단 전압보다 높고, 예를 들어 제1 배터리(3)는 양단 전압이 400볼트인 트랙션 배터리이며, 예를 들어 제2 배터리(4)의 양단 전압은 48볼트이며, 상기 제2 배터리는 예를 들어 차량(1)의 가장 강력한 전기 보조 장치 또는 컴퓨터에 전원을 공급하기 위한 것이다.
충전기(2)는 그리드(R1)에 연결되는 1차 회로(5)와 변압기(8)를 통해 1차 회로(5)에 연결되는 2개의 2차 회로들(6, 7), 그리고 처리 유닛(UT)을 포함한다.
1차 회로(5)는 3개의 1차 전력 변환기들(12, 13, 14)을 포함하는데, 3개의 1차 전력 변환기들(12, 13, 14)은 각각 입력측에서, 한편으로는 그리드(R1)의 서로 다른 위상(L1, L2 및 L3)에 연결되고, 다른 한 편으로는 그리드(R1)의 중성선(N)에 연결된다.
각 1차 변환기(12, 13, 14)는 출력 측에서 각각의 1차 코일(15, 16, 17)에 연결되며, 상기 1차 코일들(15, 16, 17)은 상응하는 1차 전력 변환기(12, 13, 14)에 의해 통전되고 변압기(8)의 1차 권선을 형성한다.
1차 회로(5)는 1차 회로(5)의 2개의 위상들(L1 및 L2)을 연결하는 스위치(18)를 더 포함할 수 있다.
충전기(5)가 그리드(R1)에 연결될 때 스위치(18)는 개방 상태에 있다.
제1 2차 회로(6)는 각각 2차 코일(22, 23, 24)에 접속되는 3개의 2차 전력 변환기들(25, 26, 27)을 포함하고, 각 2차 전력 변환기(25, 26, 27)는 제1 배터리(3)에 추가 연결된다. 2차 코일들(22, 23, 24)은 변압기(8)의 2차 권선의 제1 부분을 형성한다.
제2 2차 회로(7)는 변압기(8)의 2차 권선의 제2 부분을 형성하는 저전압 코일(28)과, 저전압 코일(28)과 접속되는 저전압 전력 변환기(29)를 포함하며, 상기 저전압 전력 변환기는 제2 배터리(4)와 추가 접속된다.
충전기(2)는 그리드(R1)로부터 제1 배터리(3) 및 제2 배터리(4)를 충전한다.
1차 전력 변환기들(12, 13, 14)은 특히 다이오드와 트랜지스터를 포함하는 4상한(four-quadrant) 컴포넌트들로부터 생산된다.
도 2는 충전기(2)의 전력 변환기들의 일 실시예를 도시한다.
1차 전력 변환기들(12, 13, 14), 2차 전력 변환기들(25, 26, 27) 및 저전압 전력 변환기(29)는 동일한 구조이므로, 1차 전력 변환기(12)의 구조만을 상세하게 설명할 것이다.
변환기(12)는 4개의 스위칭 셀들(CEL1 내지 CEL4)과 커패시터(C1)를 포함하며, 4개의 스위칭 셀들(CEL1 내지 CEL4) 각각은 프리휠 다이오드(D1)를 포함하는 트랜지스터(T)를 포함한다.
제1 셀(CEL1)의 입력은 위상(L1), 커패시터(C1)의 제1 단부 및 제2 셀(CEL2)의 입력에 연결된다.
셀(CEL1)의 출력은 제3 셀(CEL3)의 입력과 권선(15)의 제1 단부에 연결된다.
제3 셀(CEL3)의 출력은 중성선(N), 커패시터(C1)의 제2 단부 및 제4 셀(CEL4)의 출력에 연결된다.
제2 셀(CEL2)의 출력은 제4 셀(CEL4)의 입력과 권선(15)의 제2 단부에 연결된다.
2차 전력 변환기들(25, 26, 27) 및 저전압 전력 변환기(29)는 예를 들어 가역 전력 변환기들이며, 다이오드들과 트랜지스터들을 사용하여 제조된다.
제1 배터리(3) 및 제2 배터리(4)는 충전기(2)를 통해 그리드(R1)에 전력을 전달할 수 있다.
도 3은 1차 코일들(15, 16, 17), 2차 코일들(25, 26, 27) 및 저전압 코일(28)을 포함하는 변압기(8)의 일 실시예이다.
변압기(8)는, 동일하고 중첩되며 예를 들어 페라이트로 만들어진 제1 자성 반쪽-요소(30)와 제2 자성 반쪽-요소(31)를 포함한다.
반쪽-요소들(30, 31)은 예를 들어 원형이다.
도 4는 자기 반쪽-요소(30)의 일 실시예를 도시한다.
제1 자기 반쪽-요소(30)는 세 개의 고전압 반쪽-코어들(32, 33 및 34)과 하나의 저전압 반쪽 코어(35)를 포함한다.
이와 유사하게, 제2 자기 반쪽-요소(31)는 세 개의 고전압 반쪽-코어들(36, 37 및 38)과 하나의 저전압 반쪽 코어(39)를 포함한다.
제1 반쪽-요소(30) 및 제2 반쪽-요소(31)는 제1 반쪽-요소(30)의 고전압 반쪽-코어들(32, 33, 34)과 저전압 반쪽-코어(35)가 제2 반쪽-요소(31)의 고전압 반쪽-코어들(36, 37, 38)과 저전압 반쪽-코어(39)와 접촉하도록 중첩되어 있으며, 이에 따라, 상기 반쪽 코어들(32 및 36, 33 및 37, 34 및 38)이 접촉하여 고전압 코어들(40, 41, 42)을 형성하고, 저전압 반쪽 코어들(35, 39)이 접촉하여 저전압 코어(43)를 형성한다(도 2).
1차 코일들(15, 16, 17)은 예를 들어 제1 반쪽-요소(30)의 고전압 반쪽-코어들(32, 33, 34)에 감기고, 2차 코일들(22, 23, 24)은 예를 들어 제2 반쪽 요소(31)의 고전압 반쪽-코어들(36, 37, 38)에 감긴다.
저전압 코일(28)은 예를 들어 저전압 코어(43)에 감겨 있다.
상기 고전압 코어들(40, 41, 42) 및 저전압 코어(43)는 상기 1차 회로의 코일들(15 및 16, 16 및 17, 그리고 15 및 17) 사이의 상호 인덕턴스들(M1, M2, M3)이 동일하도록, 그리고 상기 1차 회로와 상기 2차 회로(6) 사이의 각 쌍의 코일들(15 및 22, 16 및 23, 그리고 17 및 24) 사이의 상호 인덕턴스들(M4, M5, M6)이 동일하도록 변압기 내에 배치된다. 마찬가지로, 한편으로는 각 1차 코일(15, 16, 17)과 다른 한편으로는 2차 코일(28) 사이의 상호 인덕턴스가 동일하고, 한편으로는 각 2차 코일(22, 23, 24)와 다른 한편으로는 2차 코일(28) 사이의 상호 인덕턴스가 동일하다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 반쪽-요소들(30, 31)이 원형일 때, 저전압 코어(43)는 디스크의 중심에 배치되고, 고전압 코어들(40, 41, 42)은 서로 등거리에 배치되어, 권선들 간의 동일한 상호 인덕턴스를 얻을 수 있고, 인접한 2개의 고전압 코어들은 저전압 코어에 대해 120°의 각도를 이룬다.
변압기(8)는 (특히 코일의 수를 줄임으로써) 자기 회로의 복잡성을 감소시키고 (특히 페라이트의 부피를 감소시킴으로써) 자기 회로의 벌크를 감소시키면서 1차 회로(5), 제1 2차 회로(6) 및 제2 2차 회로(7)를 연결하는 것을 가능하게 한다.
페라이트의 부피 감소는 철 손실을 감소시키며, 실제로 코일들의 구리 길이를 감소시켜 구리 손실을 감소시키며, 이로써 충전기(2)의 효율 향상에 기여한다.
또한, 제1 반쪽-요소(30) 및 제2 반쪽-요소(31)를 포함하는 변압기(8)의 자기 회로의 기하학적 구조는 자기 회로 내에서 자기 결합의 균형을 유지하여, 충전기(2)의 각 위상을 제어하기 위해 유사한 제어 전략이 사용될 수 있게 한다.
제어 전략은, 예를 들어, 1차 회로(5)의 각 권선(15, 16, 17)과 그리드(R1)의 중성선(N) 사이에 위상차를 설정하거나, 프리휠 위상을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.
충전기(2)의 제1 구현 모드에서, 충전기(2)는 배터리들(3, 4)을 충전한다.
충전기(2)에 의해 배터리들(3, 4)에 전달되는 전력은 1차 전력 변환기들(12, 13, 14)의 제어 신호들(S12, S13, S14) 간의 위상차(φ)에 따라 결정되며, 상기 제어신호들은 상기 전력 변환기들의 트랜지스터들을 구동한다.
제어 신호들 간의 위상차(φ)는 전력 변환기들(12, 13, 14)의 스위칭 주파수에서 1차 코일들(15, 16, 17)에 의해 발생하는 자속(Τ1, Τ2, Τ3) 간의 위상차를 불균형하게 하여 1차 회로(5)의 위상들 간에 제로-시퀀스 성분을 생성한다.
고전압 코어들(40, 41, 42)에 의해 저전압 코어(43)로 전달되는 자속은 Φ4로 표시되며, 자속 Φ4는 저전압 코일(28)로 전달된다.
2차 변환기들(25, 26, 27, 29)의 제어와 관련된 제로-시퀀스 성분은 그리드(R1)로부터 제1 및 제2 배터리(3, 4)로 전달되는 전력의 흐름을 구별할 수 있게 한다.
제어 신호들(S12, S13 및 S14)은 처리 유닛(UT)에 의해 생성된다.
또한, 처리 유닛(UT)은 전력 변환기들(25, 26, 27, 29)을 제어한다.
도 5는 시간 t의 함수로서 위상차(φ)만큼 위상이 다른 제어 신호들(S12, S13 및 S14)의 일례를 도시한다.
또한, 도 6을 참조하면, 도 6은 위상차(φ)가 ð/3일 때 시간에 따른 자속(Τ1, Τ2, Τ3 및 Τ4)의 변화를 나타낸다.
자속(Φ4)의 진폭은 자속들(Φ1, Φ2 및 Φ3)의 진폭에 비해 작으므로, 코일(28)에 유도되는 전압은 진폭이 작다.
코일(28)에 유도되는 전압이 낮기 때문에, 변환기(29)의 트랜지스터들이 오프될 수 있으며, 이로써 프리휠 다이오드들을 통해 배터리(4)에 전류가 전달되지 않을 수 있다.
충전기(2)에 의해 전달된 전력은 제1 배터리(3)만을 충전한다.
도 7은 위상차(φ)가 ð/3보다 작을 때 시간에 따른 자속들(Τ1, Τ2, Τ3 및 Τ4)의 변화를 보여준다.
자속들(Φ1, Φ2, Φ3)에 의해 발생되는 자속(Φ4)은 코일(28)에서 유도될 전압에 대해 충분히 크며, 즉, 제2 배터리(4)가 변환기(29)를 통해 충전되기에 충분히 크며, 자속들(Φ1, Φ2, Φ3)은 제1 배터리(3)가 제1 2차 회로(6)를 통해 충전되기에 충분히 큰 유도 전압들을 코일들(22, 23, 24)에서 더 생성한다.
제2 실시 형태에 따르면, 충전기(2)는 변압기(8)를 통해 제1 배터리(3) 및 제2 배터리(4) 사이에 전기 에너지를 전달하며, 1차 회로(5)는 그리드(R1)에 의해 전력이 공급되지 않는다.
1차 회로(5) 및 2차 회로(6)의 다양한 위상들이 동일하므로, 컨버터들(12, 25)을 통해 하나의 배터리에서 다른 배터리로 에너지가 전달되는 예가 상세히 설명될 것이며, 상기 방법은 다른 변환기들에도 동일하게 적용된다.
간단하게 하기 위해, 도 8은 위상(L1)과 회로(R1)의 중성선에 접속된 1차 회로(5)의 변환기(12)를 도시하며, 제1 2차 회로(6)의 변환기(25)는 제1 배터리(3)에 연결되며, 변압기(8)는 회로들(5, 6)을 연결한다.
두 배터리들 간의 에너지 교환의 결과로 변환기(12)의 코일(15)의 양단자에 전압(V1)이 발생하고, 변환기(25)의 코일(22)의 양단에 전압(V2)이 발생한다.
제1 배터리(3)의 에너지는, 제2 이차 회로(7)(미도시)를 통해 제2 배터리(4)에 전달된다고 가정한다.
변형으로서, 에너지는 제2 배터리(4)에서 제1 배터리(3)로 전달된다.
에너지가 전달되는 동안, 일반적으로 전기 에너지의 변환에 의해 생성되는 플럭스 드리프트가 나타난다.
처리 유닛(UT)은 플럭스 드리프트를 보정하기 위해 도 9에 도시된 자속 제어 회로(44)를 사용한다.
처리 유닛(UT)은, 소스 배터리를 이용해 생성되는 전압 펄스(50)의 양 또는 음의 부분의 지속 시간을 수정함으로써, 배터리들(3, 4)로부터 선택된 소스 배터리로부터 전기 에너지의 변환에 의해 발생되는 플럭스 드리프트를 보정하며, 이 때 상기 펄스는 변압기(8)에 전원을 공급한다.
자속 제어 회로(44)는 전압(V1)을 입력으로 받는 증폭기(45), 증폭기(45)의 출력에 연결된 입력과 로우패스 필터(47)의 입력에 연결된 출력을 포함하는 적분기(46)를 포함한다.
제어 회로(44)는 보정 시간(Tc)을 생성하는 시간 결정 모듈(48), 그리고 부호(SELEC)를 나타내는 신호를 생성하는, 신호의 부호를 결정하기 위한 모듈(49)을 더 포함하며, 시간 결정 모듈(48)의 입력 및 신호 결정 모듈(49)의 입력은 필터(47)의 출력에 연결된다.
제어 회로(44)에 의한 전압(V1)의 처리는 부호(SELEC)의 값에 따라 보정 시간(Tc)을 가감하여 코일(22)에 의해 발생되는 전압 펄스(50)의 양 또는 음의 부분의 지속시간을 길게 하거나 짧게 하여 플럭스 드리프트를 검출하고 보정할 수 있게 하며, 상기 전압 펄스는 변압기(8)에 인가된다.
부호(SELEC)는 적용될 보정의 방향을 나타내는 변압기(8)의 플럭스의 평균 값의 이미지이며, 그 값은 이상적으로는 0이다.
도 10 및 도 11은 하강 에지까지의 시간에서 시간 Tc를 뺀 펄스(50)의 양의 부분의 감소(점선)와 상승 에지까지의 시간에서에서 시간 Tc를 더한 펄스(50)의 음의 부분의 증가(점선)를 각각 도시한다.
하나의 배터리에서 다른 배터리로 에너지를 전달하면 에너지 저장의 중복성을 확보할 수 있으며, 이 중복성은 차량(1)의 자율 주행 시 사용되는 센서들 및 컴퓨터들과 같은 안전에 중요한 장비로의 전력 공급에 특히 필요하다.
또한, 하나의 배터리에서 다른 배터리로 에너지를 전달하면, 제1 배터리(3)의 내부에 별도의 사전-충전 장치를 마련하지 않아도, 제2 배터리(4)를 이용해 「고전압」의 제1 2차 회로(6)를 사전 충전하는 것도 가능해진다.
아래에는, 위에서 설명한 것과 동일한 요소들이 동일한 참조번호들로 지정되어 있다.
도 12는 예를 들어 32 암페어를 전달하는 위상(L)을 포함하는 단상 전기 그리드(R2), 그리고 전기 그리드(R2)에 의해 전력이 공급되는 하이브리드 또는 전기 자동차(1)를 도시하며, 상기 차량(1)은 충전기(2)의 제2 실시예를 포함한다.
충전기(2)는, 그리드(R2)의 위상(L)이 1차 회로(5)의 변환기들(12, 13)에 전력을 공급하고 변환기(14)에는 전력을 공급하지 않도록 스위치(18)가 닫혀 있는 점에서 도 1에 도시된 충전기(2)의 제1 실시예와 다르다.
변환기들(12, 13)은 2개의 위상들(L1, L2)에 의해 전도되는 전류 스펙트럼을 최소화하기 위해 위상 반대로 제어된다.
스위치(18)의 상태에 따라, 충전기(2)는 충전기(2)의 구조적 변경 없이 그리고 전기적으로 또는 자기적으로 충전기(2)를 과도하게 만들지 않고 단상 그리드(R2)(스위치 폐쇄) 또는 3상 그리드(R1)(스위치 개방)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
또한, 2개의 변환기들(12, 13)이 병렬로 배치됨에 따라, 그리드(R2)의 위상(L)에 의해 전달되는 전류는 3상 그리드(R1)의 위상들 중 하나에 의해 전달되는 전류보다 2배 이상 높을 수 있다.
또한, 제1 2차 회로(6)는, 직렬로 서로 접속되는 3개의 2차 코일들(52, 53, 54)에 접속되는 단일의 가역 전력 변환기(51)를 포함한다는 점에서, 도 1에 도시된 충전기(2)의 제1 실시예의 2차 회로와는 다르다.
변환기(51)는 제1 배터리(3)에 더 연결된다.
각각의 2차 코일(52, 53, 54)은 제2 반쪽-요소(31)의 서로 다른 1차 반쪽-코어(36, 37, 38)에 감겨 있다.

Claims (10)

  1. 자동차(1)용 배터리 충전기(2)로서,
    상기 배터리 충전기는 전력 그리드(R1, R2)에 연결되도록 구성된 1차 회로(5) 및 변압기(8)를 통해 상기 1차 회로에 연결되는 2개의 2차 회로들(6, 7)을 포함하며,
    상기 1차 회로(5)는 입력측에서 3상 그리드의 하나의 위상에 각각 연결될 수 있는 3개의 변환기들을 포함하며,
    상기 변압기는 3개의 고전압 코어들(40, 41, 42) 및 하나의 저전압 코어(43)를 포함하며,
    상기 1차 회로 및 제1 2차 회로는 상기 고전압 코어들에 연결되고, 제2 2차 회로는 상기 저전압 코어에 연결되며,
    상기 고전압 코어들 및 상기 저전압 코어는 상기 1차 회로의 권선들(15, 16, 17) 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 그리고 상기 1차 회로의 권선들 각각 그리고 상기 제2 2차 회로의 권선 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 상기 변압기에 배열되는데, 이 조건은 고전압 코어들을 서로 등거리에 배치하고 고전압 코어들 각각과 저전압 코어를 등거리에 배치함으로써 충족되는, 충전기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 3상 1차 회로의 각 변환기(12, 13, 14)는 출력 측에서 서로 다른 고전압 코어(40, 41, 42)에 감겨진 1차 코일(15, 16, 17)에 연결되고, 각 변환기는 상기 3상 그리드(R1)의 서로 다른 위상에 연결되도록 구성된, 충전기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 3상 1차 회로의 각 변환기(12, 13, 14)는 출력 측에서 서로 다른 고전압 코어(40, 41, 42)에 감겨진 1차 코일(15, 16, 17)과 연결되며, 상기 1차 회로의 2개의 변환기들(12, 13)은 단상 그리드(R2)의 위상과 병렬 연결되도록 구성되고,
    상기 2개의 변환기들(12, 13)은 위상 반대로 구동되도록 구성되는, 충전기.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 2차 회로(6)는 서로 다른 고전압 코어(40, 41, 42)에 감겨진 하나의 2차 코일(22, 23, 24)에 각각 연결되는 3개의 2차 전력 변환기들(25, 26, 27)을 포함하고, 상기 2차 전력 변환기들은 제1 배터리(3)에 연결되도록 구성되는, 충전기.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 2차 회로(6)는 서로 직렬 연결되고 각각 서로 다른 하나의 고전압 코어(40, 41, 42)에 감겨지는 3개의 2차 코일들(52, 53, 54) 및 상기 2차 코일에 연결되는 하나의 2차 전력 변환기(51)를 포함하며, 상기 변환기(51)는 제1 배터리(3)에 연결되는, 충전기.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 2차 회로(7)는 상기 저전압 코어(43)에 감겨진 저전압 코일(28) 및 상기 저전압 코일에 연결되는 저전압 전력 변환기(29)를 포함하며, 상기 변환기(29)는 제2 배터리(4)에 연결되도록 구성되는, 충전기.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 충전기(2) 및 2개의 배터리들(3, 4)을 포함하는 자동차(1)로서,
    제1 배터리(3)는 상기 제1 2차 회로(6)에 연결되며,
    제2 배터리(4)는 상기 제2 2차 회로(7)에 연결되고,
    상기 제1 배터리의 양단 전압은 상기 제2 배터리의 양단 전압보다 높은, 자동차.
  8. 자동차(1)용 배터리들(3, 4)을 충전하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 :
    1차 회로(5)에 의해 2개의 2차 회로들(6, 7)로 전달되는 전기 에너지를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 1차 회로는 전기 그리드 및 변압기(8)의 3개의 고전압 코어들(40, 41, 42)에 연결되며, 제1 2차 회로는 3개의 고전압 코어들 및 제1 배터리(3)에 연결되며, 제2 2차 회로는 상기 변압기의 저전압 코어(43) 및 제2 배터리(4)에 연결되며, 상기 고전압 코어들 및 저전압 코어는 상기 1차 회로의 권선들 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 그리고 상기 1차 회로의 권선들 각각 그리고 상기 제2 2차 회로의 권선 간의 상호 인덕턴스들이 동일하도록 상기 변압기에 배열되는데, 이 조건은 고전압 코어들을 서로 등거리에 배치하고 고전압 코어들 각각과 저전압 코어를 등거리에 배치함으로써 충족되고, 상기 제1 배터리 및 제2 배터리에 전달되는 전력의 조절은 상기 1차 회로의 제어 신호들(S12, S13, S14) 간의 위상 차이(φ)에 따라 결정되는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 1차 회로(5)의 전력 변환기들을 구동하는 제어 신호들(S12, S13, S14) 간의 위상차(φ)가 Pi/3보다 작을 때 제2 배터리(4)를 충전하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 8 및 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변압기(8)를 통해 상기 제1 배터리(3) 및 제2 배터리(4) 간의 전기 에너지의 전달을 더 포함하며, 상기 전달은 상기 제1 배터리 및 제2 배터리로부터 선택된 소스 배터리로부터 생성되는 전압 펄스(50)의 지속 시간을 수정함으로써, 소스 배터리로부터 전기 에너지의 변환에 의해 생성되는 플럭스 드리프트를 보정하는 것을 포함하고, 상기 펄스는 상기 변압기(8)에 공급되는, 방법.
KR1020227040687A 2020-04-27 2021-04-06 자동차용 배터리 충전기, 관련 차량 및 구현 방법 KR20230004736A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2004179 2020-04-27
FR2004179A FR3109678B1 (fr) 2020-04-27 2020-04-27 Chargeur de batteries pour véhicule automobile, véhicule et procédé de mise en œuvre associés
PCT/EP2021/058865 WO2021219324A1 (fr) 2020-04-27 2021-04-06 Chargeur de batteries pour véhicule automobile, véhicule et procédé de mise en œuvre associés

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230004736A true KR20230004736A (ko) 2023-01-06

Family

ID=71111627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227040687A KR20230004736A (ko) 2020-04-27 2021-04-06 자동차용 배터리 충전기, 관련 차량 및 구현 방법

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4140013B1 (ko)
JP (1) JP2023522076A (ko)
KR (1) KR20230004736A (ko)
CN (1) CN116034526A (ko)
FR (1) FR3109678B1 (ko)
WO (1) WO2021219324A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102620382B1 (ko) * 2023-11-29 2024-01-03 (주)아하 다수의 소출력 전력모듈로 고출력을 만드는 전기차 충전모듈 및 그 충전모듈의 구동방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7301208B1 (ja) 2022-12-05 2023-06-30 正一 田中 バッテリ用交流電流供給回路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2518306B1 (fr) * 1981-12-11 1986-11-28 Transfix Soc Nouv Transformateur electrique et procede pour sa fabrication
FR3041833B1 (fr) * 2015-09-28 2017-11-17 Labinal Power Systems Transformateur redresseur dodecaphase
WO2019199964A1 (en) 2018-04-10 2019-10-17 University Of Maryland College Park Vehicle on-board charger for bi-directional charging of low/high voltage batteries
CN110149053B (zh) 2019-05-22 2021-03-02 湖南大学 三端口隔离dc/dc式变换器暂态直流偏置的抑制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102620382B1 (ko) * 2023-11-29 2024-01-03 (주)아하 다수의 소출력 전력모듈로 고출력을 만드는 전기차 충전모듈 및 그 충전모듈의 구동방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021219324A1 (fr) 2021-11-04
EP4140013A1 (fr) 2023-03-01
JP2023522076A (ja) 2023-05-26
CN116034526A (zh) 2023-04-28
FR3109678A1 (fr) 2021-10-29
EP4140013B1 (fr) 2024-05-01
FR3109678B1 (fr) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10358041B2 (en) Electric vehicle
JP4905300B2 (ja) 電源システムおよびそれを備えた車両、電源システムの制御方法ならびにその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
US9878624B2 (en) Apparatus for converting power of electric vehicle
KR102530939B1 (ko) 차량용 전력변환 시스템
CN113199941A (zh) 使用具有去耦次级绕组的电流源馈电变压器结构的多源磁集成
KR20230004736A (ko) 자동차용 배터리 충전기, 관련 차량 및 구현 방법
EP3760473A1 (en) Four wheel drive vehicle
US20240270100A1 (en) High efficiency wireless charging system for in plug-in electric vehicles
US12027986B2 (en) Magnetic integration of three-phase resonant converter and accessory power supply
US11724612B2 (en) Bidirectional charging system for vehicle
CN111516624A (zh) 车辆电源控制系统
EP3782841A1 (en) System of increasing temperature of battery for vehicle
CN116945918A (zh) 用于电动车辆应用的集成牵引电池电力系统
CN111092464A (zh) 带有可配置输出转换器的车辆动力系统
US11569677B2 (en) Charging system
Ramesh et al. Interleaved phase-shift control of a single input multi output cell balancing circuit using a dual active bridge configuration
US20240051411A1 (en) Converter and power conversion system for converting power of auxiliary battery using obc
US20240001786A1 (en) Battery charger for motor vehicle, associated vehicle and implementation method
US20230268841A1 (en) Converting circuit and charging apparatus
GB2565090A (en) Multiple output battery system
WO2024119371A1 (en) Onboard charger with power stage integration
Jo et al. Multifunctional Isolated DC-DC Converter for Electric Vehicles
Khan Bi-directional DC-DC and DC-AC Converter Systems for Vehicle-to-Grid and Grid-to-Vehicle Power Transfer in Plug-in-Electric Vehicles
WO2023163590A1 (en) Reduced dissipation converter for battery-buffered fast-charging of electric vehicles
KR20240085707A (ko) 차량용 양방향 전력 변환 시스템 및 이의 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination